Решение типовых Задач

Задача 1. В схемах участков молекул РНК и ДНК расставьте первые буквы названий соединений, составляющих нуклеотиды: А — аденин, Г — гуанин, Ц — цитозин, Т — тимин, У — урацил, Ф — фосфат, Р — рибоза, Д — дезоксирибоза. На схеме обозначьте: нуклеотид, триплет, фосфодиэфирные и водородные связи.

	Схема строения молекулы РНК
	Схема строения молекулы ДНК

Решение:

	РНК
	ДНК

Задача 2. Одна из цепей молекулы ДНК имеет следующий порядок нуклеотидов: ААГГЦТЦТАГГТАЦЦАГТ.

1. Определите последовательность нуклеотидов в комплементарной цепи.

2. Определите последовательность кодонов иРНК, синтезированной на комплементарной цепи.

3. Определите последовательность аминокислот в полипептиде, закодированном в комплементарной цепи.

Решение.

1. Согласно принципу комплементарности азотистых оснований в молекуле ДНК (А-Т, Ц-Г), строим вторую цепочку молекулы:

Ааггцтцтаггтаццагт — первая цепочка днк. Ттццгагатццатггтца — вторая цепочка днк.

2. Согласно принципу комплементарности азотистых оснований молекул ДНК и РНК (А-У, Ц-Г), строим цепочку иРНК:

транскрипция

ТТЦЦГАГАТЦЦАТГГТЦА — вторая цепочка ДНК

Ааггцуцуаггуаццагу — молекула иРнк

3. Согласно свойству триплетности генетического кода, разбиваем цепочку иРНК на триплеты, затем по таблице генетического года определяем последовательность аминокислот в полипептиде:

А

Трансляция

АГ ГЦУЦУА ГГУ АЦЦ АГУ — триплеты иРНК

лиз – ала – лей – гли – тре – сер — полипептид

Задача 3. Считая, что средняя молекулярная масса аминокислоты около 110, а нуклеотида — около 300, определите, что тяжелее: белок или ген?

Решение. Допустим, что белок состоит из n мономеров — аминокислот. Тогда, его молекулярная масса составит примерно 110n. Каждая аминокислота кодируется тремя нуклеотидами; следовательно, цепочка ДНК содержит 3n мономеров, а ее молекулярная масса: 3003n = 900n. Как видим, молекулярная масса гена (900n) примерно в 8,2 раза выше молекулярной массы (110n) кодируемого им белка.

Задача 4. Нуклеиновая кислота фага имеет молекулярную массу порядка 10⁷. Сколько, примерно, белков закодировано в ней, если принять, что типичный белок состоит в среднем из 400 мономеров, а молекулярная масса нуклеотида около 300?

Решение. Белок из 400 мономеров кодируется последовательностью из 1200 нуклеотидов (по три нуклеотида на каждую аминокислоту). Молекулярная масса такой кодирующей цепочки равна 3001200 = 360000. Молекула нуклеиновой кислоты с молекулярной массой 10⁷ может содержать приблизительно 28 генов (10⁷  3,610⁵) , т. е. именно такое количество различных белков может быть закодировано в ней.

Задача 5. У человека, больного цистинурией (содержание в моче большего, чем в норме, числа аминокислот) с мочой выделяются аминокислоты, которым соответствуют следующие триплеты информационной РНК: УЦУ, УГУ, ГЦУ, ГГУ, ЦАА, АГА, ААА. У здорового человека в моче обнаруживается аланин, серин, глутаминовая кислота и глицин.

1. Выделение каких аминокислот с мочой характерно для больных цистинурией?

2. Напишите триплеты иРНК, соответствующие аминокислотам, имеющимся в моче здорового человека.

Решение.

1. В условиях задачи даны кодовые триплеты всех аминокислот, выделяющихся с мочой у больного цистинурией. По ним, пользуясь кодовой таблицей, узнаем, какие аминокислоты есть в моче у больного человека: серин, цистеин, аланин, глицин, глутамин, аргинин, лизин. Аминокислоты, выделяющиеся у здорового человека, в задаче указаны. Исключаем их из списка, полученного нами, узнаем ответ на поставленный в пункте 1 вопрос: цистеин, глутамин, аргинин, лизин.

2. Кодоны иРНК, соответствующие аминокислотам, имеющимся в моче здорового человека, находим по таблице генетического кода: ГЦУ, ГЦА, ГЦГ, ГЦЦ – аланин; УЦУ, УЦА, УЦЦ, УЦГ, АГУ, АГЦ — серин; ГАА, ГАГ – глутаминовая кислота; ГГУ, ГГА – глицин.